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孕酮与干扰素-τ对体外培养的牛子宫内膜细胞基因组表达谱的影响

姚佳  
【摘要】:妊娠识别过程是决定妊娠是否成功的一个关键环节,其中约有25%的胚胎死亡发生在该期。牛妊娠识别过程涉及到复杂的分子信号调控机制,包括由早期孕体产生某些信号物质,作用于子宫内膜细胞发出相应信号,从而抑制黄体的溶解和母体的免疫排斥,使母体发生一系列的孕向发育。由胚胎滋养层单核细胞合成分泌干扰素-τ(bIFN-τ)和母体妊娠激素孕酮(P)共同作用于子宫内膜,引起子宫内膜上与妊娠识别和胚胎植入相关基因表达的变化,同时信号也完成了从bIFN-τ主导到孕酮主导的转换。 本研究采用Agilent牛基因组表达谱芯片检测了体外培养的牛子宫内膜在bIFN-τ、P以及bIFN-T+P作用下基因组层次上的基因表达谱变化。主要研究结果有: (1)成功构建了牛子宫内膜细胞体外培养模型。在100 IU/mL Pen+ 100μg/mL Str+2μmol/mL Glu+DMEM-Ham's F12+20%FBS的培养体系中,牛子宫内膜细胞能正常生长。原代和传代细胞类型主要为来自子宫内膜上皮的上皮细胞和来自子宫内膜基质的成纤维细胞。 (2)差异表达和聚类结果显示:在孕酮组vs对照组中差异表达的基因有1401个,其中上调和下调的基因分别为579个和822个;在IFN-τ组vs对照组中差异表达的基因有2380个,其中上调和下调的基因分别为1383个和997个在孕酮+IFN-T组vs对照组中差异表达的基因有2389个,其中上调和下调的基因分别为1098个和1291个;在孕酮+IFN-T组vs IFN-τ组中差异表达的基因有2308个,其中上调和下调的基因分别为841个和1467个;在孕酮+IFN-T组vs孕酮组中差异表达的基因有1360个,其中上调和下调的基因分别为683个和677个。 (3) Gene Ontology (GO)富集分析结果显示:在孕酮组vs对照组,IFN-τ组vs对照组,孕酮+IFN-T组vs对照组,孕酮+IFN-T组vs IFN-τ组以及孕酮+IFN-τ组vs孕酮组中,共发现63,50,46,37,32个与妊娠建立过程相关的GO存在显著(P0.05)或极显著(P0.01)差异,主要集中在免疫应答与免疫过程调节、细胞增殖与分化、血管发生、细胞粘附、葡萄糖与氨基酸转运、雌性妊娠及胚胎发育、细胞因子间的相互作用、激素的合成与分泌以及响应激素调节、蛋白水解、DNA甲基化以及组蛋白乙酰化等方面,表明孕酮与干扰素-τ的处理影响了奶牛子宫内膜上多类与妊娠建立过程相关基因的表达。 (4) Pathway的富集分析结果显示:在孕酮组vs对照组,IFN-τ组vs对照组,孕酮+IFN-T组vs对照组,孕酮+IFN-T组vs IFN-τ组以及孕酮+1FN-T组vs孕酮组中,共发现11,14,15,13,12条与妊娠建立过程相关的显著(P0.05)或极显著(P0.01) pathway途径,主要集中在促性腺激素释放激素信号通路(GnRH signaling pathway),细胞外基质受体相互作用(ECM-receptor interaction),细胞因子间相互作用(Cytokine-cytokine receptor interaction), MAPK信号通路(MAPK signaling pathway)以及TGF-β信号通路(TGF-beta signaling pathway)等途径,并得到这些pathway在各检验项中发挥调控作用的方向性(上调或下调)。表明孕酮和干扰素-τ可能通过影响这几条通路上的关键基因从而参与调控妊娠建立过程。 (5)通过构建基因间共表达网络(Co-Expression-Network),发现在孕酮组vs对照组以及孕酮+IFN-τ组vs对照组中都有共表达能力的基因主要有8个,分别为CXCL2, CCL5, IL6, IL8, CSF2, FGF9, FGF1, TNF。表明这些基因在妊娠识别到胚胎植入过程中的重要作用。 (6)芯片数据可靠性验证的结果显示:对芯片内部变异程度的评价分析表明,变异系数范围为4.84%~12.67%,低于C.V15%的标准,说明本实验的技术平台具有较好的重复性和稳定性,同时qRT-PCR技术对芯片数据结果的验证显示,两种技术之间的相关系数为0.8739±0.06367,具有较高的相关性,说明本次实验所检测的基因能够真实的反映出它们的表达变化规律,数据真实可信。


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